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涡街流量计工作原理

涡街流量计工作原理

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所属分类:横河涡街流量计

产品时间:2020-07-03

简要描述:涡街流量计工作原理,涡街流量计本质上是频率计,因为它们测量由“钝体"或“脱落杆"产生的涡流的频率。涡流只会从一定的速度(RE-数)开始,因此涡流计将具有一个被称为“截止"点的升高的零点。在速度变为零之前,仪表输出将被切割为零。

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涡街流量计工作原理

涡街流量计本质上是频率计,因为它们测量由“钝体”或“脱落杆”产生的涡流的频率。涡流只会从一定的速度(RE-数)开始,因此涡流计将具有一个被称为“截止”点的升高的零点。在速度变为零之前,仪表输出将被切割为零。
 
在一定的回流(上方截止点),一些涡流计可能产生输出信号,这可能导致错误的解释。
 
涡流流量计是实际的体积流量计,如孔板流量计。这些像孔板米一样的侵入式仪表会在流量增加时导致压力下降,从而导致yong久性损失。因此,接近其沸点的液体会在仪表上的压力下降到低于液体的蒸汽压力时引入空化。一旦压力恢复到高于蒸汽压力,气泡就会形成。气蚀导致仪表发生故障,应始终避免。

涡街流量计工作原理

原理-以一定速度流动并通过固定障碍物的流体产生涡流。涡流的产生被称为卡曼的漩涡,漩涡的顶点将是近似的。虚张声势体下游1.2D。一旦拉伸的导线开始在气流中振动,频率将与气流速度成正比,
 
St=f*d/V0(withoutdimention)
 
St=Strouhal’snumber
 
f=frequencyofwire
 
d=diameterofwire
 
V0=Velocity
 
这种现象被称为“涡旋脱落”,涡旋列被称为“卡曼的涡街”。
 
涡旋脱落的频率是流体速度的直接线性函数,频率取决于阻流体的形状和面宽。由于管道的阻塞宽度和内径或多或少是恒定的,因此频率由以下表达式给出-
 
f=(St*V)/c*D
 
f=涡旋频率,Hz
 
St=strouhal的数量,维数更少
 
V=梭口杆处的流体速度,m/s
 
D=管道的内径,m
 
c=常数(比率d/D)
 
d=棚杆的面宽,m
 
涡街流量计上的压力损失梯度将具有与孔板流量计相似的形状。压力的最低点将位于脱落杆处(与孔板流量计的静脉收缩率相当)。这个压力点下游将逐渐恢复,最终导致yong久压力损失。为了避免气蚀,静脉收缩时的压力损失是有意义的。
 
确保不发生气穴现象所需的最小背压是:
 
Pmin=3.2*Pdel+1.25*Pv
 
Pmin=流量计下游五个管道直径的最小所需压力
 
Pdel=以巴为单位计算的yong久压力损失
 
Pv=在工作温度下的蒸汽压力,单位为bar
 
-对于大多数涡流流量计,d/D将具有范围,0.22-0.26,并且频率od涡旋将取决于仪表的尺寸,更大的仪表,更低的频率。因此,涡街流量计的最大直径受到限制,因为仪表的分辨率可能成为一个问题。出于控制目的。为了克服这个问题,使用了车载数字乘法器,它将乘以涡流频率而没有额外的误差。
 
涡街流量计的性能受以下因素影响─
 
由于侵蚀而改变的棚杆几何形状
 
沉淀物以及上游腐蚀物
 
如果没有妥善保护,可以改变棚杆的位置
 
液压噪音。
 
一般仪表将包括以下电子部分-
 
拾取元件,AC前置放大器,带滤波器的AC放大器,降噪功能,施密特触发器,微处理器
 
特征-
 
涡街流量计提供线性数字(或模拟)输出信号,无需使用单独的变送器或转换器,简化了设备安装。尽管该范围取决于操作条件,但在可能的宽流量范围内,仪表精度良好。脱落频率是阻流体尺寸的函数,并且是一种自然现象,确保良好的校准长期稳定性和重复性优于±0.15%的速率。没有漂移,因为这是一个频率系统。
 
该仪表具有任何移动或磨损组件,提供更高的可靠性和减少维护。由于没有阀门或歧管导致泄漏问题,因此进一步减少了维护。没有阀门或歧管导致特别安全的安装,这是过程流体有害或有毒时的重要考虑因素。
 
如果使用的传感器足够灵敏,则可以在气体和液体上使用相同的涡旋流量计。此外,仪表的校准实际上与操作条件(粘度,密度,压力,温度等)无关,无论仪表是用于气体还是液体。
 
涡街流量计还具有较低的安装成本,特别是在直径小于6英寸(152毫米)的管道中,与孔板和差压变送器的安装成本相比具有竞争力。
 
限制包括仪表尺寸范围。低于0.5英寸(12毫米)直径的仪表是不实用的,并且高于12英寸(300毫米)的仪表由于其与孔板系统相比的高成本及其有限的输出脉冲分辨率而具有有限的应用。随着管道直径的增加,每立方体积产生的脉冲数量随立方规律的增加而减小。因此,直径为24英寸(610毫米)的涡街流量计具有典型的阻塞率0.3,在10英尺/秒(3米/秒)流体速度下仅具有大约5赫兹的满量程频率输出。
 
选择和尺寸:
 
作为选择过程的DI一步,应将操作条件(过程流体温度,环境温度,管路压力等)与仪表规格进行比较。然后应检查仪表接液材料(包括粘合剂)和传感器与化学侵蚀和安全性的过程流体的兼容性。例如,在氧气上,应避免使用有色金属材料或极其谨慎地接近。然后应建立给定应用的流量计最小和最大流量。
 
仪表最小流量由雷诺数10,000至10,500,流体密度和电子设备的最小可接受脱落频率确定。最大流速由仪表压力损失(通常是两个速度头),液体空化的开始和气体的声速流动(阻塞)决定。因此,任何应用的流量范围完全取决于工作流体粘度,密度和蒸汽压力,以及应用的最大流速和管线压力。对于低粘度产品,如水,汽油和液氨,应用最大速度为15ft/s(4.6m/s),涡街流量计的可调范围约为20:1,压力损失约为4PSIG(27.4千帕)。
 
该仪表的良好(“速率”)精度和数字线性输出信号使其在宽流量范围内的应用成为一个实际的主张。可调节性随着粘度的增加,密度的降低或该方法的最大流速的降低而成比例地下降。因此,涡街流量计不适用于高粘度液体。
 
涡街流量计的优点
 
涡街流量计可用于液体,气体和蒸汽
 
低磨损(相对于涡轮流量计)
 
相对较低的安装和维护成本
 
对工艺条件变化的低灵敏度
 
稳定的长期精度和可重复性
 
适用于广泛工艺温度范围
 
适用于各种管道尺寸
 
涡街流量计的限制
 
不适合非常低的流量
 
涡街流量计的上游和下游需要最小长度的直管
 
涡街流量计适用于各种应用和行业,但适用于干净,低粘度,中高速流体。
 
一些主要用途包括:
 
天然气计量的贸易交接
 
蒸汽测量
 
液体悬浮液的流动
 
一般水应用
 
液体化学品和药品



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